CN108746517B - 一种真空连续式铸锭炉及其铸锭工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空连续式铸锭炉及其铸锭工艺，其中真空连续式铸锭炉包括炉体，内部设有石墨模具，所述炉体上设有下料机构、开关盖机构、推动机构、辅助密封机构、辅助密封机构、真空泵、感应加热装置、结晶器、翻转机构、冷却水箱和出料机构。本发明，有效提高了密封性，各结构和加工工艺保证正常工作的情况下才能进行铸造加工，既提高了自动化程度，也使得石墨模具的寿面延长一倍，同时降低了加工成本，并提高了产品的精度。

Description

一种真空连续式铸锭炉及其铸锭工艺

技术领域

本发明涉及铸锭技术领域，具体涉及一种真空连续式铸锭炉及其铸锭工艺。

背景技术

现有市场上对于银锭的铸造有两个工艺：传统人工浇铸工艺和隧道炉铸锭工艺。而传统人工工艺存在诸多缺点：采用大功率中频炉熔炼，对贵金属损耗大直接造成成本增加；由于熔炼炉是开放式的生产过程中会产生烟气和热辐射，很难满足目前国内环保要求，热辐射会直接导致工人在高温下工作；中频炉耗电大，并且在生产过程中全依赖人工处理，增加了人工成本；传统人工浇铸的银锭表面不平整，并有大量的气孔及水波纹需要靠后期人工打磨抛光，银锭在打磨的过程中会增加人工成本及贵金属损耗。

而隧道炉铸锭工艺大幅提高了自动生产速度，减少了人力物力，但存在以下缺点：隧道炉在铸锭过程中会产生大量电热能耗浪费，缩短石墨模具的寿面增加生产成本，并占地面积大。

由于我国是一个产金，产银的大国，但目前国内大部分厂家均采用人工浇铸的方式，有个别厂家目前使用的隧道炉熔炼铸锭，但隧道炉铸锭存在投资大，能耗高，以及生产成本高等缺点，导致很多厂家无法更新传统工艺的阻碍。

有鉴于此，急需对现有的铸锭机构进行改进，以提高密封性，降低生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的铸锭机构存在密封性差、生产成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种真空连续式铸锭炉，包括炉体，内部设有石墨模具，所述炉体上设有：

下料机构，包括进料机构和加料机构，所述进料机构将原料导入所述炉体内并通过所述加料机构动作，使原料进入到石墨槽内；

开关盖机构，根据加料完成的指令将模具盖打开，随着所述加料机构的动作，将所述模具盖盖回实现模具关盖；

推动机构，根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机推动驱动模组横向移动，带动推动杆移动，使推动杆的内端顶住所述石墨模具，所述石墨模具到位，然后返回原点；

辅助密封机构，根据模具到位的指令，密封气缸带动密封板开始动作并将所述炉体的底部密封；

真空泵，设置在所述炉体的外侧，根据所述辅助密封机构到位的指令，开始对所述炉体抽真空；

感应加热装置，根据模具到位的指令，对所述石墨模具进行加热至预定时间，加热结束后，所述推动机构将所述石墨模具打开；

结晶器，所述石墨模具加热结束后，回到结晶区，所述结晶器对所述石墨模具进行冷却，并实现原料的结晶定型，所述开关盖机构打开所述模具盖，所述辅助密封机构打开；

翻转机构，根据所述辅助密封机构打开的指令，开始动作使所述结晶器翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从所述石墨模具中分离；

冷却水箱，设有倾斜的银锭溜板和可升降的接料板，所述接料板与所述银锭溜板的底端相接，银锭从所述银锭溜板下滑并落至所述接料板上，同时经过冷却和水洗；

出料机构，银锭到位后，开始动作并驱动所述接料板带动银锭上升并收取银锭。

在另一个优选的实施例中，进料机构包括料斗、下料管、下料气缸和堵头，所述下料气缸动作将所述堵头提起，所述下料管的管口打开，所述加料机构包括辅助漏斗、设置在所述辅助漏斗一侧的加料气缸，所述加料气缸收缩使所述加料气缸的下口对准石墨槽。

在另一个优选的实施例中，所述开关盖机构包括设置在所述炉体的顶面上的升降气缸和开合气缸，所述开合气缸固定在所述升降气缸的活塞杆顶端,所述开合气缸的下端伸入所述炉体内并设有可开合的机械爪，用于抓取所述模具盖。

在另一个优选的实施例中，所述感应加热装置为轮流工作的两套，且四周由铝合金板隔绝。

在另一个优选的实施例中，所述推动机构还包括与所述推动杆平行的导向杆，所述导向杆设置在所述炉体的另一侧，所述导向杆和所述推动杆的末端通过横杆连接。

在另一个优选的实施例中，所述翻转机构包括第二伺服电机、直齿轮传动组和斜齿轮传动组，所述斜齿轮传动组的从动斜齿轮带动所述结晶器翻转。

在另一个优选的实施例中，所述下料管通过法兰与所述炉体固定。

在另一个优选的实施例中，所述石墨模具的底部设有走水铜管，所述石墨模具滑动设置在所述走水铜管上。

在另一个优选的实施例中，所述出料机构包括设置在所述接料板底端的上升气缸。

本发明还提供了一种真空连续铸锭工艺，利用上述结构的真空连续式铸锭炉，具体加工步骤如下：

进料机构将原料导入炉体内并通过加料机构动作，使原料进入到石墨槽内；

开关盖机构根据加料完成的指令将模具盖打开，随着加料机构的动作，将模具盖盖回实现模具关盖；

推动机构根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机推动驱动模组横向移动，带动推动杆顶住石墨模具，石墨模具到位，然后返回原点；

辅助密封机构根据模具到位的指令，开始动作并将炉体密封；

真空泵设置在炉体的外侧，根据辅助密封机构到位的指令，开始对炉体抽真空；

感应加热装置根据模具到位的指令，对石墨模具进行加热至预定时间，加热结束后，推动机构将所述石墨模具打开；

石墨模具加热后，熔炼完成的原料回到结晶器，结晶器对石墨模具进行冷却，并实现原料的结晶定型，开关盖机构打开模具盖，辅助密封机构打开；

翻转机构根据辅助密封机构打开的指令，开始动作使结晶器翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从石墨模具中分离；

银锭进入冷却水箱，从银锭溜板下滑并落至接料板上，同时经过冷却和水洗；

银锭到位后，出料机构开始动作并驱动所述接料板带动银锭上升并收取银锭。

与现有技术相比，本发明有效提高了密封性，各结构和加工工艺保证正常工作的情况下才能进行铸造加工，既提高了自动化程度，也使得石墨模具的寿面延长一倍，同时降低了加工成本，并提高了产品的精度。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的另一角度的立体图；

图3为本发明的另内部结构图；

图4为本发明中进料机构的结构示意图；

图5为本发明中加料机构的结构示意图；

图6为本发明中开关盖机构的结构示意图；

图7为本发明中辅助密封机构的结构示意图；

图8为本发明中石墨模具和结晶器的结构示意图；

图9为本发明中翻转机构的结构示意图；

图10为本发明中冷却水箱和出料机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种真空连续式铸锭炉及其铸锭工艺，有效提高了密封性，各结构和加工工艺保证正常工作的情况下才能进行铸造加工，既提高了自动化程度，也使得石墨模具的寿面延长一倍，同时降低了加工成本，并提高了产品的精度。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

如图1～3所示，本发明提供的一种真空连续式铸锭炉，包括炉体100，内部设有石墨模具130，炉体100上设有下料机构、开关盖机构30、推动机构40、辅助密封机构50、真空泵60、感应加热装置70、结晶器80、翻转机构90、冷却水箱110和出料机构120。

如图3～图5所示，下料机构包括进料机构10和加料机构20，进料机构10将原料导入炉体100内并通过加料机构20动作，使原料进入到石墨槽内。其中，进料机构10包括料斗11、下料管12、下料气缸13和堵头14，下料气缸13动作将堵头14提起，下料管11的管口打开，加料机构20包括辅助漏斗21、设置在辅助漏斗21一侧的加料气缸22，加料气缸22收缩使加料气缸22的下口对准石墨槽。进料机构10和加料机构20共同控制原料的加入，使得石墨模具130内的原料进入量可精确控制。下料管12通过法兰与炉体100固定。

如图3和图6所示，开关盖机构30根据加料完成的指令将模具盖打开，随着加料机构20的动作，将模具盖盖回实现模具关盖。开关盖机构30包括设置在炉体100的顶面上的升降气缸31和开合气缸32，开合气缸32固定在升降气缸31的活塞杆顶端，开合气缸32的下端伸入炉体100内并设有可开合的机械爪33，用于抓取模具盖。开关盖机构30设置在炉体的外侧，不受炉体100内部温度和辐射的影响，更加安全，可控性高。

如图3所示，推动机构40根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机41推动驱动模组42横向移动，带动推动杆43顶住石墨模具130，石墨模具130到位，然后返回原点。其中，推动机构40还包括与推动杆43平行的导向杆44，导向杆44设置在炉体100的另一侧，导向杆44和推动杆 43的末端通过横杆连接。推动机构10利用导向杆11来保证推动杆43的轨迹，使得石墨模具130到达预期位置。

如图7所示，辅助密封机构50根据模具到位的指令，密封气缸51带动密封板52开始动作并将炉体100的底部密封。

如图1所示，真空泵60设置在炉体100的外侧，根据辅助密封机构50 到位的指令，开始对炉体100抽真空。

如图8所示，感应加热装置70根据模具到位的指令，对石墨模具130 进行加热至预定时间，加热结束后，推动机构40将石墨模具130打开。其中，感应加热装置70为轮流工作的两套，且四周由铝合金板隔绝，用于将热量和辐射等进行隔绝，防止其它部件受损。

石墨模具130加热后，回到结晶区，结晶器80对石墨模具130进行冷却，并实现原料的结晶定型，开关盖机构30打开模具盖，辅助密封机构50 打开。

如图9所示，翻转机构90根据辅助密封机构50打开的指令，开始动作使结晶器80翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从石墨模具130中分离。其中，翻转机构90包括第二伺服电机91、直齿轮传动组92和斜齿轮传动组 93，斜齿轮传动组93的从动斜齿轮带动结晶器80翻转。利用齿轮传动机构能更精确地控制翻转的角度，提高控制精度和自动化程度。

如图10所示，冷却水箱110设有倾斜的银锭溜板111和可升降的接料板112，接料板112与银锭溜板111的底端相接，银锭从银锭溜板111下滑并落至接料板112上，同时经过冷却和水洗。

银锭到位后，出料机构120开始动作使银锭上升并收取银锭。出料机构120包括设置在接料板112底端的上升气缸。利用上升气缸实现银锭的举升，使得银锭快速有序地运送取出。

其中，石墨模具130的底部设有走水铜管131，石墨模具130滑动设置在走水铜管131上，起到运输水流的作用同时也起到导向的作用。

本发明还提供了一种真空连续铸锭工艺，利用上述的真空连续式铸锭炉进行加工，具体加工步骤如下：

进料机构10将原料导入炉体100内并通过加料机构20动作，使原料进入到石墨槽内；

开关盖机构30根据加料完成的指令将模具盖打开，随着加料机构20 的动作，将模具盖盖回实现模具关盖；

推动机构40根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机推动驱动模组横向移动，带动推动杆顶住石墨模具130，石墨模具130到位，然后返回原点；

辅助密封机构50根据模具到位的指令，开始动作并将炉体100密封；

真空泵60设置在炉体100的外侧，根据辅助密封机构50到位的指令，开始对炉体100抽真空；

感应加热装置70根据模具到位的指令，对石墨模具130进行加热至预定时间，加热结束后，推动机构40将石墨模具130打开；

石墨模具130加热后，熔炼完成的原料回到结晶器80，结晶器80对石墨模具130进行冷却，并实现原料的结晶定型，开关盖机构30打开模具盖，辅助密封机构50打开；

翻转机构90根据辅助密封机构50打开的指令，开始动作使结晶器80 翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从石墨模具130中分离；

银锭进入冷却水箱110，从银锭溜板111下滑并落至接料板112上，同时经过冷却和水洗；

银锭到位后，出料机构120开始动作并驱动接料板112带动银锭上升并收取银锭。

本发明的具体工作过程如下：

1、下料，如图3和图4所示。

当称量系统将称好预设重量的料添加到料斗11后，进料机构10会等待控制系统的指令，随时准备下料。当进料机构10接收到下料指令后，下料气缸13会上升，从而带动堵头14上升，下料管11的管口打开，原料会顺势而下。

2、加料到石墨模具130内，如图5所示，

当下料机构下料时，需要加料机构20来实现对石墨的加料。当发出下料指令时，加料气缸22会立即收缩，将辅助漏斗21的下口对准石墨槽，将原料导入到石墨槽内，实现加料。

3、开盖和关盖，如图6所示，

当加料完成后，开关盖机构30会将模具盖重新盖回到石墨模具130上。当加料完成指令后，开关盖机构30会将原本打开的模具盖子，升降气缸 31的收缩下压，当定位好后，开合气缸32会下压，带动机械爪33松开实现模具关盖。

4、推动使石墨模具130关闭或开启，如图3所示，

当关盖完成后，发出推动的指令。此时，推动机构40会开始工作，第一伺服电机41推动驱动模组42横向移动，带动推动杆43顶住石墨模具130，石墨模具130到位，然后返回原点。

5、对炉体100辅助密封，如图7所示，

当模具推动到位后，辅助密封机构50开始工作。密封气缸51带动密封板52开始动作并将炉体100的底部密封。

6、真空泵60抽真空，如图1和图2所示，

真空泵60是对炉体100内的空间进行抽真空处理，当辅助密封机构50 到位后，开始抽取真空，并加保护气。

7、感应加热装置70对原料进行加热，如图8所示，

当石墨模具130推动到位后，感应加热装置70根据模具到位的指令，对石墨模具130进行加热至预定时间，加热结束后，推动机构40将石墨模具130打开，便由推动机构40再次推出。

8、结晶器80使得产品结晶成型，如图9所示，

当石墨模具130里面的原料熔炼完成后，回到结晶器80时。结晶器80 会对石墨模具130底部进行冷却，使得石墨模具130里面的料结晶。同时，结晶器80会将石墨模具130和间隔块固定好。

9、翻转结晶器80使银锭脱出，如图10所示，

当结晶完成后，开盖机构会将模具盖子夹取，上升，实现开盖。开盖完成后，辅助密封机构50会打开。然后，翻转机构90带动结晶器80翻转完成倾倒，使得模具与结晶好的银锭分离。当翻转完成后，结晶器80会自动回复原点。

10、银锭进入冷却水箱110并出料。

当结晶器80翻转后，银锭会与石墨模具130脱离，银锭会顺势进入冷却水箱110中的银锭溜板111，再顺势进入接料板112中。同时，银锭在水中，也会被冷却水箱110中的水冷却清洗。当银锭冷却完成后，上升气缸 120升起，带动接料板112和银锭，此时完成出料。

综上，所有步骤循环进行，直至原料加工完毕，设备停止运行。

本发明具有以下优点：

1.提高了自动化程度，减少了人力物力，投资成本减少；

2.电能耗可以在同样的产能及效率上减少70％，大大减少成本；

3.采用抽真空，使石墨模具的加热和冷却均在保护气的情况下进行，有效减少石墨氧化，适当增加石墨模具的厚度，能将原有的铸锭模具寿命延长一倍，耐用性大大提高。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的机构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空连续式铸锭炉，其特征在于，包括炉体，内部设有石墨模具，所述炉体上设有：

下料机构，包括进料机构和加料机构，所述进料机构将原料导入所述炉体内并通过所述加料机构动作，使原料进入到石墨槽内；

开关盖机构，根据加料完成的指令将模具盖打开，随着所述加料机构的动作，将所述模具盖盖回实现模具关盖；

推动机构，根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机推动驱动模组横向移动，带动推动杆移动，使推动杆的内端顶住所述石墨模具，所述石墨模具到位，然后返回原点；

辅助密封机构，根据模具到位的指令，密封气缸带动密封板开始动作并将所述炉体的底部密封；

真空泵，设置在所述炉体的外侧，根据所述辅助密封机构到位的指令，开始对所述炉体抽真空；

感应加热装置，根据模具到位的指令，对所述石墨模具进行加热至预定时间，加热结束后，所述推动机构将所述石墨模具打开；

结晶器，所述石墨模具加热结束后，回到结晶区，所述结晶器对所述石墨模具进行冷却，并实现原料的结晶定型，所述开关盖机构打开所述模具盖，所述辅助密封机构打开；

翻转机构，根据所述辅助密封机构打开的指令，开始动作使所述结晶器翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从所述石墨模具中分离；

冷却水箱，设有倾斜的银锭溜板和可升降的接料板，所述接料板与所述银锭溜板的底端相接，银锭从所述银锭溜板下滑并落至所述接料板上，同时经过冷却和水洗；

出料机构，银锭到位后，开始动作并驱动所述接料板带动银锭上升并收取银锭。

2.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，进料机构包括料斗、下料管、下料气缸和堵头，所述下料气缸动作将所述堵头提起，所述下料管的管口打开，所述加料机构包括辅助漏斗、设置在所述辅助漏斗一侧的加料气缸，所述加料气缸收缩使所述加料气缸的下口对准石墨槽。

3.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述开关盖机构包括设置在所述炉体的顶面上的升降气缸和开合气缸，所述开合气缸固定在所述升降气缸的活塞杆顶端,所述开合气缸的下端伸入所述炉体内并设有可开合的机械爪，用于抓取所述模具盖。

4.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述感应加热装置为轮流工作的两套，且四周由铝合金板隔绝。

5.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述推动机构还包括与所述推动杆平行的导向杆，所述导向杆设置在所述炉体的另一侧，所述导向杆和所述推动杆的末端通过横杆连接。

6.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述翻转机构包括第二伺服电机、直齿轮传动组和斜齿轮传动组，所述斜齿轮传动组的从动斜齿轮带动所述结晶器翻转。

7.根据权利要求2所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述下料管通过法兰与所述炉体固定。

8.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述石墨模具的底部设有走水铜管，所述石墨模具滑动设置在所述走水铜管上。

9.根据权利要求1所述的真空连续式铸锭炉，其特征在于，所述出料机构包括设置在所述接料板底端的上升气缸。

10.一种真空连续铸锭工艺，其特征在于，利用根据权利要求1～9所述的真空连续式铸锭炉，具体加工步骤如下：

进料机构将原料导入炉体内并通过加料机构动作，使原料进入到石墨槽内；

开关盖机构根据加料完成的指令将模具盖打开，随着加料机构的动作，将模具盖盖回实现模具关盖；

推动机构根据关盖完成的指令开始动作，第一伺服电机推动驱动模组横向移动，带动推动杆顶住石墨模具，石墨模具到位，然后返回原点；

辅助密封机构根据模具到位的指令，开始动作并将炉体密封；

真空泵设置在炉体的外侧，根据辅助密封机构到位的指令，开始对炉体抽真空；

感应加热装置根据模具到位的指令，对石墨模具进行加热至预定时间，加热结束后，推动机构将所述石墨模具打开；

石墨模具加热后，熔炼完成的原料回到结晶器，结晶器对石墨模具进行冷却，并实现原料的结晶定型，开关盖机构打开模具盖，辅助密封机构打开；

翻转机构根据辅助密封机构打开的指令，开始动作使结晶器翻转完成倾倒，使结晶好的银锭从石墨模具中分离；

银锭进入冷却水箱，从银锭溜板下滑并落至接料板上，同时经过冷却和水洗；

银锭到位后，出料机构开始动作并驱动所述接料板带动银锭上升并收取银锭。